Dosimétrie d'accident en champ mixte (neutrons, photons) utilisant la spectrométrie par résonance paramagnétique électronique (RPE)

Marie-Laure HERVE, thèse de doctorat de l'université Paris XI, spécialité : physique radiologique et médicale, 198 p., soutenue de le 23 mars 2006.

Lors d’un accident radiologique, l’estimation de la dose reçue par la victime est une donnée fondamentale pour l’établissement de la stratégie thérapeutique. Deux techniques dosimétriques complémentaires basées sur des outils physiques sont utilisées en routine dans le laboratoire : la spectrométrie RPE basée sur la mesure de matériaux présents sur la victime ou dans son environnement et les techniques numériques utilisant le calcul Monte Carlo. La reconstitution de la dose par spectrométrie RPE a déjà été utilisée avec succès lors d’accidents radiologiques dus à une exposition aux photons ou aux électrons. Une exposition accidentelle peut également se produire avec une composante neutronique. L’objectif de ce travail a été d’étudier l’intérêt dosimétrique de matériaux organiques (acide ascorbique, sorbitol, glucose, galactose, fructose, mannose, lactose et saccharose) produisant un signal RPE dans le cas d’irradiations en champ mixte (n,g) afin d’estimer la dose reçue. L’influence de paramètres d’irradiation (dose, débit de dose, énergie photons) et de paramètres environnementaux (température de chauffe, exposition à la lumière) sur l’amplitude du signal RPE a été étudié. Afin d’estimer la sensibilité aux neutrons, les matériaux ont été irradiés à un champ d’irradiation mixte issus de réacteurs expérimentaux, avec des rapports neutrons / photons différents. La sensibilité relative aux neutrons a été estimée entre 10% et 43% selon le matériau. La connaissance du rapport entre la dose en certains points estimée par la technique RPE et la dose aux organes et/ou au corps entier pour certaines configurations d’irradiation peut permettre une première estimation de la dose reçue par la victime dans un délai court. Le deuxième objectif de la thèse a consisté à fournir des données intéressantes pour l’estimation rapide de la distribution de la dose dans le cas d’une surexposition accidentelle en utilisant la technique RPE en un ou plusieurs points du corps. Le travail a consisté à mettre en place une base de données développée à partir de simulations numériques permettant de définir des facteurs de passage entre la dose aux organes et/ou au corps entier et la dose en certains points estimée par la mesure RPE d’échantillons de dent, d’os ou des échantillons positionnés dans des poches de vêtement de la victime pour différentes expositions externes correspondant aux configurations d’irradiation les plus représentatives.